【正文】 Nt的確定由于L’數(shù)值太大，換熱器不可使用單管程的形式，必須用多管程。壓力相等時只寫Pt4． 公稱換熱面積（㎡） 5． 當采用Al,Cu,Ti 換熱管時，應(yīng)在LN/d 后面加材料瓊等號，如LN/D Cu LN 公稱長度 ，m d 換熱管外經(jīng) mm6． 管/殼程數(shù)。Ⅱ級換熱器采用普通級冷拔傳熱管，適用于再沸、冷凝和無振動的一般場合。該標準還將列管式換熱器的主要組合部件分為前端管箱、殼體和后端結(jié)構(gòu) (包括管束）三部分，詳細分類及代號見文獻[3，5]。換熱器的公稱長度：以傳熱管長度（m)作為換熱器的公稱長度。換熱器的傳熱面積：計算傳熱面積，是以傳熱管外徑為基準，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長度后，計算所得到的管束外表面積的總和（m2)。按該標準，換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定：卷制圓筒，以圓筒內(nèi)徑作為換熱器公稱直徑，mm。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。（4）.填料函式換熱器 其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。浮頭式換熱器的優(yōu)點是黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時，互不約束，不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。（3）. 浮頭式換熱器 浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)如下圖13所示。其缺點是管內(nèi)清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi)程管間距大，殼程易短路；內(nèi)程管子壞了不能更換，因而報廢率較高。管束可以自由伸縮，當殼體與U型環(huán)熱管由溫差時，不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結(jié)余構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。以下根據(jù)本次的設(shè)計要求，介紹幾種常見的列管式換熱器。蘇州科技學(xué)院化學(xué)生物與材料工程學(xué)院《化工原理課程設(shè)計》報告 列管式換熱器設(shè)計年級11 級專業(yè)應(yīng)用化學(xué)設(shè)計者姓名學(xué)號指導(dǎo)老師完成日期目錄第一章 文獻綜述 第一節(jié) 概述 一、 換熱器的概念二、 換熱器的分類三、 列管式換熱器的標準簡介四、 列管式換熱器選型的工藝計算步驟五、換熱器設(shè)備應(yīng)滿足的基本要求 第二節(jié) 列管式換熱器結(jié)構(gòu)及基本參數(shù) 一、 管束及殼程分程二、 傳熱管三、 管的排列及管心距四、 折流板和支撐板五、 旁路擋板和防沖擋板六、 其他主要附件七、 列管式換熱器結(jié)構(gòu)基本參數(shù)第三節(jié) 設(shè)計計算的參數(shù)選擇 一、 冷卻劑和加熱劑的選擇二、 冷熱流體通道的選擇三、 流速的選擇四、 流向的選擇第二章 列管式換熱器的設(shè)計計算 第一節(jié) 換熱面積的估算 一、計算熱負荷二、 估算傳熱面積第二節(jié) 換熱器及主要附件的試選 一、試選管型號二、換熱器結(jié)構(gòu)一些基本參數(shù)的選擇第三節(jié) 換熱器校核 一、核算總傳熱系數(shù)二、核算壓強降第四節(jié) 設(shè)計結(jié)果一覽表 第三章 設(shè)計總結(jié)、感想及有關(guān)問題分析討論 參考文獻 第一章 文獻綜述第一節(jié) 概述一、換熱器的概念換熱器（英語翻譯：heat exchanger），是將熱流體的部分熱量給冷流體，使流體溫度達到工藝流程規(guī)定的指標的熱量交換設(shè)備，又稱熱交換器。二、換熱器的分類根據(jù)列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點，主要分為以下四種。 （1） 固定管板式換熱器 這類換熱器如圖11所示。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏（2）U型管換熱器 U型管換熱器結(jié)構(gòu)特點是只有一塊管板，換熱管為U型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。U型管式換熱器(見圖12)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，只有一塊管板，密封面少，運行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。此外，其造價比管定管板式高10%左右。其結(jié)構(gòu)特點是兩端管板之一不與外科固定連接，可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。其缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。其缺點是填料函乃嚴不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用三、列管式換熱器的標準簡介 列管式換熱器的設(shè)計、制造、檢驗與驗收必須遵循中華人民共和國國家標準 “鋼制管殼式（即列管式）換熱器” (GB 151)執(zhí)行。鋼管制圓筒，以鋼管外徑作為換熱器的公稱直徑，mm。公稱傳熱面積，指經(jīng)圓整后的計算傳熱面積。傳熱管為直管時，取直管長度；傳熱管為U型管時，取U管的直管段長度。該標準將換熱器分為I、Ⅱ兩級，I級換熱器采用較高級冷拔傳熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動的場合。列管式換熱器型號的表示方法如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥1. 1〉第一個字母代表前端管箱形式 2〉第二個字母代表殼體形式 3〉第三個字母代表后端結(jié)構(gòu)形式 2． 公稱直徑（mm） 對于釜式重沸器用分數(shù)表示，分子為管箱內(nèi)直徑，分母為圓筒內(nèi)直徑3． 管/殼程設(shè)計壓力（Mpa）。單殼程時只寫Nt 7． II級（換熱器）管束 采用較高級冷拔換熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動場合 IIII級（換熱器）管束 采用普通級冷拔換熱管，適用于受沸、冷凝傳熱和無振動一般場合四、列管式換熱器選型的工藝計算步驟計算熱負荷(不考慮熱損失)，由熱量守恒可計算柴油出口溫度T2計算逆流平均溫差3．確定流體走向 4．換熱面積估算A估=Q/(K估Δtm逆) 取換熱管的規(guī)格為Φ25()。我們選擇管程的長度為6m，則Nt=L’/6 (管程數(shù)通常選擇偶數(shù))R=(T1T2)/(t2t1)P=(t2t1)/(T1t1) 根據(jù)R，P的值，查化工原理教材中圖655(a)，得溫度校正系數(shù)φΔtm=φΔtm逆求實際換熱面積A實際換熱管數(shù)為n=n’ Nt=A實際=L(πd0) n’ Nt選擇換熱器殼體尺寸選擇換熱管為三角形排列，換熱管的中心距t=32mm。=(1—)d0 殼體內(nèi)徑：圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為D=550mm，殼體厚度選擇8mm。殼體的標記：筒體 DN550 δ=8 L=5910。 （ ）確定折流擋板形狀和尺寸波形膨脹節(jié)傳熱系數(shù)K的計算1壓強降的計算五：列管式換熱器應(yīng)滿足的基本要求。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)這些條件進行熱力學(xué)和流體力學(xué)的計算，經(jīng)過反復(fù)比較，使所設(shè)計的換熱器具有盡可能小的傳熱面積，在單位時間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。①增大傳熱系數(shù)。②提高平均溫差。因為這樣不僅可提高平均溫差，還有助于減少結(jié)構(gòu)中的溫差應(yīng)力。③妥善布置傳熱面。錯列管束的傳熱方式比并列管束的好。（2）安全可靠換熱器是壓力容器，在進行強度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計算時，應(yīng)遵照我國《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》與《鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標準。（3）有利于安裝、操作與維修直立設(shè)備的安裝費往往低于水平或傾斜的設(shè)備。（4）經(jīng)濟合理評價換熱器的最終指標是：在一定的時間內(nèi)（通常為1年）固定費用（設(shè)備的購置費、安裝費等）與操作費（動力費、清洗費、維修費等）的總和為最小。動力消耗與流速的平方成正比，而流速的提高又有利于傳熱，因此存在一最適宜的流速。在清洗時不僅無法傳遞熱量，還要支付清洗費，這部分費用必須從清洗后傳熱條件的改善得到補償，因此存在一最適宜的運行周期。但要解決這樣的問題難度很大，當影響換熱器的各項因素改變后對整個系統(tǒng)的效益關(guān)系影響不大時，按照上述觀點單獨地對換熱器進行經(jīng)濟核算仍然是可行的。在換熱器的一端或兩端的管箱中安置一定數(shù)量的隔板，一般每程中管束大致相等。、安裝、操作的角度考慮，偶數(shù)管程有更多的方便之處，因此用得最多。殼程分程：殼程分程的型式見圖2，E型最為普通，為單殼程。G型殼體又稱為分流殼體。H型和G型相似，只是進出口接管與縱向隔板均多一倍，故稱之為雙分流殼體?？紤]到制造上的困難，一般的換熱器殼程數(shù)很少超過2倍。因此，對于潔凈的流體，管徑可取小些。此外，小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較?。粚τ谙嗤臍?，可排列較多的管子。考慮到制造和維修的方便，加熱管的規(guī)格不宜過多。此外，還有φ572的耐酸不銹鋼管。實際所取管長應(yīng)根據(jù)出廠的鋼管長度合理截用。同時，管子的長度又應(yīng)與管徑相適應(yīng)，一般管長與管徑之比，即L/D約為4～6。 (a) 正方形直列(c) 三角形直列（e）同心圓排列 圖2﹣1傳熱管的排列方式[4]